【題目】愛國實業(yè)家侯德榜在氨堿法的基礎上,發(fā)明了聯(lián)合制堿法,簡單流程如圖。完成下列問題:

1)寫出通入CO2NH3的化學反應方程式_________________________________________________。在 飽和食鹽水中通入CO2NH3,先通NH3后通CO2的原因是_____________________________。

2)母液中除H+OH-外,還含有的離子是_____________。 向母液中通氨氣,加入細小食鹽顆粒,冷卻 析出副產(chǎn)品,通氨氣的作用有____________。

a)增大NH4的濃度,使NH4Cl更多地析出

b)使NaHCO3更多地析出

c)使NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3,提高析出的NH4Cl純度

3)上述流程中X物質(zhì)的分子式_______。使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上,主要是 設計了_______(填上述流程中的編號)的循環(huán)。從沉淀池中取出沉淀的操作是____。

4)寫出檢驗產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉的簡要方案:___________________________________________________________________________________

5)工業(yè)生產(chǎn)的純堿常會含少量NaCl雜質(zhì),F(xiàn)用重量法測定其純度,步驟如下:

稱取樣品ag,加水溶解,加入足量的BaCl2溶液,經(jīng)過濾、洗滌、干燥,最終得到固體bg。樣品中純 堿的質(zhì)量分數(shù)為___________________(用含a、b的代數(shù)式表示)。

【答案】NaCl + NH3+CO2 +H2O → NaHCO3↓+NH4Cl 氨氣在水中溶解度大,先通氨氣有利于生成碳酸氫鈉沉淀。 Na+HCO3-、NH4+Cl- a、c CO2 I 過濾 可取少量試樣溶于水后,再滴加足量的稀硝酸和少量的硝酸銀溶液,若產(chǎn)生白色沉淀不溶解,說明有Cl- 106 b/197a

【解析】

聯(lián)合制堿法:以食鹽、氨和二氧化碳為原料來制取純堿,二氧化碳在水中的溶解度小,與水反應形成不穩(wěn)定的碳酸,而把二氧化碳通入溶有氨氣而呈堿性的水中,會使生成的碳酸與氨水發(fā)生反應,而增大二氧化碳氣體的吸收,將氨通入飽和食鹽水而成氨鹽水,再通入二氧化碳生成碳酸氫鈉沉淀,反應為:CO2+H2O+NaCl+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl,經(jīng)過濾、洗滌得NaHCO3微小晶體,再加熱制得純堿產(chǎn)品,其濾液是含有氯化銨和氯化鈉的溶液,從含有氯化銨和氯化鈉的濾液中結(jié)晶沉淀出氯化銨晶體,由于氯化銨在常溫下的溶解度比氯化鈉要大,低溫時的溶解度則比氯化鈉小,在低溫條件下,向濾液中加入細粉狀的氯化鈉,并通入氨氣,可以使氯化銨單獨結(jié)晶沉淀析出,經(jīng)過濾、洗滌和干燥即得氯化銨產(chǎn)品。

1)二氧化碳通入氨化的飽和氯化鈉溶液中反應生成碳酸氫鈉晶體,反應為:CO2+H2O+NaCl+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl;二氧化碳微溶于水,先通入二氧化碳,溶液中生成極少量的碳酸,且碳酸不穩(wěn)定,再通入氨氣,生成的產(chǎn)物量少,且易生成碳酸銨,氨氣在水中溶解度很大,先通入氨氣,溶液中生成較多的一水合氨,再通入CO2,生成的產(chǎn)物量多,且易生成碳酸氫銨;故答案為:NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl;氨氣在水中溶解度大,先通氨氣有利于生成碳酸氫鈉沉淀;

2)由上述分析可知,母液中除H+OH-外,還含有的離子是Na+HCO3-NH4+Cl-;氨氣溶于水后生成氨水,氨水電離成銨根,增大銨根的濃度有利于氯化銨析出來,故a正確;通入氨氣使溶液堿性增強,使碳酸氫鈉轉(zhuǎn)換為溶解度較大的碳酸鈉,可以提高氯化銨的純度,所以選項c正確,選項b錯誤;故答案為:Na+、HCO3-、NH4+、Cl- a、c;

3)侯氏制堿法反應方程式為NH3+H2O+CO2+NaCl═NH4Cl+NaHCO3,得到碳酸氫鈉同時得到氯化銨,二氧化碳是反應的原料同時也是反應的副產(chǎn)物,可以循環(huán)利用,故X是二氧化碳;因為氯化鈉最后剩余在母液中,所以循環(huán)I是氯化鈉的循環(huán),使原料氯化鈉的利用率提高;分離沉淀的方法是過濾;故答案為:CO2;I;過濾;

4)要檢驗碳酸鈉中含有氯化鈉,需要先加硝酸將碳酸鈉除去,然后加入硝酸銀溶液,若有沉淀產(chǎn)生,說明碳酸鈉中含有氯化鈉,否則不含氯化鈉;故答案為:可取少量試樣溶于水后,再滴加足量的稀硝酸和少量的硝酸銀溶液,若產(chǎn)生白色沉淀不溶解,說明有Cl-;

5)加入足量的 BaCl2溶液:發(fā)生反應:Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl,Na2CO3BaCO3,根據(jù)原子守恒,通過稱量沉淀碳酸鋇的質(zhì)量,來計算樣品中純堿的質(zhì)量分數(shù),需洗滌沉淀,除去雜質(zhì)離子,且將沉淀冷卻到室溫,恒重操作后最終得到固體 bg)為BaCO3,根據(jù)碳守恒,純堿的質(zhì)量分數(shù)=;故答案為: 。

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相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某些資料表明:NO、NO2不能與Na2O2反應。某小組學生提出質(zhì)疑,他們從理論上分析Na2O2NO2都有氧化性,根據(jù)化合價升降原則提出如下假設:

假設Ⅰ. Na2O2氧化NO2; 假設Ⅱ. NO2氧化Na2O2

請回答下列問題:

(1)甲同學設計如圖1所示實驗裝置:

1

①試管A中反應的離子方程式是___________________________________________________。

②待試管B中收集滿氣體,向試管B中加入適量Na2O2粉末,塞緊塞子,輕輕振蕩試管內(nèi)粉末,觀察到紅棕色氣體迅速消失;再將帶火星的木條迅速伸進試管內(nèi),木條復燃。甲同學據(jù)此認為假設正確;乙同學認為該裝置不能達到實驗目的,為達到實驗目的,應在A、B之間增加一個裝置,該裝置的作用是__________________________________________________________________。

③乙同學用改進后的裝置,重復了甲同學的實驗操作,觀察到紅棕色氣體迅速消失,帶火星的木條未復燃。得出結(jié)論:假設正確。NO2Na2O2反應的化學方程式是_____________________。

(2)丙同學認為NO易與O2發(fā)生反應,應更易被Na2O2氧化,查閱資料知:

ⅰ) 2NO+Na2O2===2NaNO2;

ⅱ) 6NaNO2+3H2SO4===3Na2SO4+2HNO3+4NO↑+2H2O;

ⅲ)酸性條件下,NONO都能與MnO反應生成NOMn2。

丙同學用圖2所示裝置(部分夾持裝置略)探究NONa2O2的反應:

2

b裝置中觀察到的主要現(xiàn)象是__________________________________________________,f裝置的作用是_________________________________________________________________。

②在反應前,先打開彈簧夾,通入一段時間N2,其目的是____________________________

③充分反應后,檢驗d裝置中發(fā)生反應的實驗是___________________________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】鹵素及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活中都有著重要的應用。

1)碘是人體不可缺乏的元素,為了防止碘缺乏,現(xiàn)在市場上流行一種加碘鹽,就是在精鹽中添加一定量的KIO3進去。某研究小組為了檢測某加碘鹽中是否含有碘,查閱了有關的資料,發(fā)現(xiàn)其檢測原理是:KIO3+5KI+3H2SO43I2+3H2O+3K2SO4

①氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量比是_______;如果反應生成0.3mol的單質(zhì)碘,則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目是_______。

②先取少量的加碘鹽加蒸餾水溶解,然后加入稀硫酸和KI溶液,最后加入一定量的CCl4,振蕩,這時候,觀察到的現(xiàn)象是_____;

③若采用下圖實驗裝置將四氯化碳和I2的混合溶液分離。

寫出圖中儀器的名稱:①_____;該裝置還缺少的儀器是_____;冷凝管的進水口是:_____(填gf)。

2)實驗室常用MnO2和濃鹽酸制氯氣,反應原理:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O

①實驗室用MnO2和濃鹽酸制氯氣的離子方程式:__________________________

②上述反應中氧化劑:__________,還原劑:__________,被氧化的HCl和未被氧化的HCl的比值______________

a : Cl2+2I-=I2+2Cl-; b: Cl2+2Fe2+=2Fe3++Cl-; c:2Fe3++2I-=I2+2Fe2+。 Cl2、I2、Fe3+的氧化性由強到弱的順序:_________________________

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】常溫下,向20.00mL0.1mol/L的甲胺(CH3NH2)溶液中滴加0.1mol/L 的鹽酸,混合溶液的pH與相關微粒濃度比值的對數(shù)關系如圖所示。下列說法不正確的是( )

A.已知甲胺的堿性稍強于氨,甲胺在水中的電離方程式為CH3NH3++H2OCH3NH2+OH

B.b點加入的鹽酸體積V20.00 mL

C.將等物質(zhì)的量的CH3NH2CH3NH3Cl 溶于蒸餾水,可得到 a 點對應的溶液

D.常溫下,甲胺的電離常數(shù)為 Kb,則 pKb-lgKb3.4

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】治理SO2、CO、NOx污染是化學工作者研究的重要課題。

Ⅰ.軟錳礦(MnO2)、菱錳礦(MnCO3)吸收燒結(jié)煙氣中的SO2制取硫酸錳。pH值對SO2吸收率的影響如圖所示。在吸收過程中,氧氣溶解在礦漿中將 H2SO3氧化成硫酸。

(1)SO2的吸收率在pH=_____效果最佳,MnO2所起的作用是_______,菱錳礦作為調(diào)控劑與硫酸反應, 確保pH的穩(wěn)定,該反應的化學方程式為___________。

Ⅱ.瀝青混凝土可作為2CO(g)+O2(g)2CO2(g)反應的催化劑。圖表示在相同的恒容密閉容器、相同起始濃度、相同反應時間段下,使用同質(zhì)量的不同瀝青混凝土(α型、β型)催化時,CO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關系。

(2)CO轉(zhuǎn)化反應的平衡常數(shù)K(a)____K(c)(填“>”“<”或“=”,下同),在均未達到平衡狀態(tài)時,同溫下β型瀝青混凝土中CO轉(zhuǎn)化速率___α型,e點轉(zhuǎn)化率出現(xiàn)突變的原因可能是______。

Ⅲ.N2H4是一種具有強還原性的物質(zhì)。燃燒過程中釋放的能量如下:(已知a>b)

① N2H4(g)+2O2(g) == NO2(g)+1/2N2(g)+2H2O(g) ΔH1a kJ·mol-1

② N2H4(g)+2O2(g) == 2NO(g)+2H2O(g) ΔH2b kJ·mol-1

(3)已知反應活化能越低,反應速率越大。假設某溫度下,反應Ⅰ的速率(v1)大于反應Ⅱ的速率(v2),則下列反應過程能量變化示意圖正確的是______。

(4)試寫出NO(g)分解生成N2(g)和NO2(g)的熱化學方程式為_____________。

Ⅳ.某含鈷催化劑可以催化消除柴油車尾氣中的碳煙(C)和NOx。不同溫度下,將模擬尾氣(成分如下表所示)以相同的流速通過該催化劑,測得所有產(chǎn)物(CO2、N2、N2O)與NO的相關數(shù)據(jù)結(jié)果如下圖所示。

模擬尾氣

氣體(10mol)

碳煙

NO

O2

He

物質(zhì)的量(mol)

0.025

0.5

9.475

n

(5)375℃時,測得排出的氣體中含0.45 molO2和0.0525mol CO2,則Y的化學式為_____。實驗過程中不采用NO2的模擬NOx原因是_________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】

.室溫下,現(xiàn)有c(H+) 相同的醋酸甲和鹽酸乙:

(1)相同條件下,取等體積的甲乙兩溶液,各稀釋100倍。稀釋后的溶液,其c(H+) 大小關系為:

_____________ (大于”“小于等于,下同)

(2)各取25 mL的甲乙兩溶液,分別與等濃度的NaOH稀溶液完全反應,則消耗的NaOH溶液的體積大小關系為V() _____________ V()。

.已知25 ℃時有關弱酸的電離平衡常數(shù)如下:

弱酸化學式

HSCN

CH3COOH

HCN

H2CO3

電離平衡常數(shù)

1.3×10-1

1.8×10-5

4.9×10-10

Ka1=4.3×10-7

Ka2=5.6×10-11

(1)25 ℃時,將20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液和20 mL 0.1 mol·L-1 HSCN溶液分別與20 mL 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液混合,實驗測得產(chǎn)生的氣體體積(V)隨時間(t)的變化如圖所示:

反應初始階段兩種溶液產(chǎn)生CO2氣體的速率存在明顯差異的原因是 _____________。

(2)若保持溫度不變,在醋酸溶液中通入一定量氨氣,下列各量會變小的是 ______________(填字母)。

a.c(CH3COO-) b.c(H+) c.Kw d.醋酸電離平衡常數(shù)

III.(1)HClO4H2SO4HClHNO3都是強酸,其酸性在水溶液中差別不大。以下是某溫度下這四種酸在冰醋酸中的電離常數(shù),下列說法不正確的是 _________。

HClO4

H2SO4

HCl

HNO3

Ka

1.6×10-5

Ka16.3×10-9

1.6×10-9

4.2×10-10

A.溫度會影響這四種酸在冰醋中的電離常數(shù)

B.在冰醋酸中HClO4是這四種酸中最強的酸

C.在冰醋酸中H2SO4的電離方程式為H2SO4===2H++SO42-

D.這四種酸在冰醋酸中都沒有完全電離,但仍屬于強電解質(zhì)

(2)亞磷酸是二元中強酸,25 ℃時亞磷酸(H3PO3)的電離常數(shù)為K1=1×10-2K2=2.6×10-7。

①試從電離平衡移動的角度解釋K1為什么比K2_______________________ 。

②寫出亞磷酸的電離方程式(2)________________________________ 。

③請設計一種方案,使之能通過直觀的實驗現(xiàn)象判斷醋酸的酸性強于H2S,該方案所用的試劑是 __________,反應的化學方程式為 _____________________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】美國馬丁·卡普拉等三位科學家因在開發(fā)多尺度復雜化學系統(tǒng)模型方面所做的貢獻,獲得了2013年諾貝爾化學獎。他們模擬出了1, 6-二苯基-1,3,5-己三烯的分子模型,其結(jié)構簡式如圖所示。下列說法正確的是 ( )

A. 該有機物屬于芳香烴,與苯互為同系物

B. 該有機物的分子式為C18H18

C. 1 mol該有機物在常溫下最多能與9 mol Br2發(fā)生加成反應

D. 該有機物可以發(fā)生氧化反應、取代反應、加成反應

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】硝酸銀是一種無色晶體,常用于照相、制鏡、印刷、醫(yī)藥等。其水溶液和固體常被保存在棕色試劑瓶中。硝酸銀不穩(wěn)定,受熱分解生成固體、NO2 O2 。為了驗證 AgNO3 受熱分解的產(chǎn)物,某同學設計了以下實驗,實驗所用的裝置如圖(圖中加熱、夾持儀器等均略去):

實驗步驟:

a.儀器連接后,放入AgNO3固體之前,關閉K,微熱硬質(zhì)玻璃管A;

b.稱取 AgNO3 固體1.7g 置于A中,先通一段時間N2,再關閉K,用酒精燈加熱硬質(zhì)玻璃管A;

c.待樣品完全分解,裝置A冷卻至室溫,稱量,測得剩余固體的質(zhì)量為1.08 g。

請回答下列問題:

1)使用酒精燈對AgNO3固體加熱的操作方法是_________________

2)步驟a的操作目的是__________________。

3)步驟b中先通一段時間的N2的目的是_____________________

4)裝置C瓶中盛裝的藥品名稱為_____________(合理即可),裝置D中可觀察到的實驗現(xiàn)象為__________________。

5)根據(jù)實驗現(xiàn)象和稱量結(jié)果,請寫出該裝置中AgNO3固體受熱分解的化學方程式__________________。

6)從實驗安全角度考慮該裝置存在缺陷,應如何改進?__________________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】如圖裝置中,U形管內(nèi)為紅墨水,a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和稀鹽酸,各加入生鐵塊,放置一段時間。下列有關描述錯誤的是(

A.生鐵塊中的碳是原電池的正極

B.紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋?/span>

C.兩試管中相同的電極反應式是:

D.a試管中發(fā)生了吸氧腐蝕,b試管中發(fā)生了析氫腐蝕

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